01第一章 关系型数据库简介

3Sept.2008©EsoftConfidential关系型数据库简介代俊义[e-mail]数据库和数据库管理系统.实体关系模型与E-R图.三大范式.开发数据库应用系统的步骤.3Sept.2008©EsoftConfidential数据库和数据库管理系统•数据库：是在计算机上组织、存储和共享数据的方法，数据库系统是由普通的文件系统发展而来的。数据库系统具有较高的数据独立性，即不依赖于特定的数据库应用程序；数据库系统的数据冗余小，可以节省数据的存储空间；另外数据库系统还很容易实现多个用户的数据共享。3Sept.2008©EsoftConfidential数据库和数据库管理系统数据库系统成熟的标志就是数据库管理系统的出现。数据库管理系统(DatabasesManagementsSystem，简称DBMS)是对数据库的一种完整和统一的管理和控制机制。数据库管理系统不仅让我们能够实现对数据的快速检索和维护，还为数据的安全性、完整性、并发控制和数据恢复提供了保证。数据库管理系统的核心是一个用来存储大量数据的数据库。3Sept.2008©EsoftConfidential数据库和数据库管理系统一个真正的数据库系统由硬件和软件两个方面构成。比如我们要使用Oracle数据库，需要安装Oracle公司提供的数据库服务器软件和一台用于安装数据库管理系统的高性能的计算机服务器。数据库系统的发展经历了层次模型、网状模型及关系模型几个阶段。当今应用最普遍的是关系型数据库管理系统。目前，市场上流行的几种大型数据库，如Oracle、DB2、Sybase、MSSQLServer等都是关系型数据库管理系统。Oracle数据库是一种面向对象的关系型数据库管理系统(ORDBMS)，是基于标准SQL语言的数据库产品。3Sept.2008©EsoftConfidential数据库和数据库管理系统数据库和数据库管理系统实现了信息的存储和管理，还需要开发面向特定应用的数据库应用系统，以完成更复杂的信息处理任务。典型的数据库应用有C/S(客户/服务器)和B/S(浏览器/服务器)两种模式。C/S模式由客户端和服务器端构成，客户端是一个运行在客户机上的数据库应用程序，服务器端是一个后台的数据库服务器，客户端通过网络访问数据库服务器。B/S模式是基于Internet的一个应用模式，需要一个WEB服务器。客户端分布在Internet上，使用通用的网页浏览器，不需要对客户端进行专门的开发。应用程序驻留在WEB服务器或以存储过程的形式存放在数据库服务器上，服务器端是一个后台数据库服务器。3Sept.2008©EsoftConfidential数据库和数据库管理系统例如一个有代表性的信息检索网站，通常都是一个典型的基于大型数据库的WEB应用。很多这样的网站都采用Oracle的数据库服务器，以获得优越的性能。图1-1给出了典型的WEB数据库应用系统的结构示意图。客户机2客户机3客户机4互联网WEB服务器客户机1数据库服务器图1-1WEB数据库应用示意图3Sept.2008©EsoftConfidential实体关系模型与E-R图在数据库的设计阶段，需要创建逻辑模型。关系数据库的逻辑模型叫做实体—关系模型。实体模型化最常用的工具是实体关系图，简称E–R(Entity–Relationship)图，它是一种简单的图形技术，用来定义数据库中需要的表、字段和关系。它用于数据库设计的第一步，与我们使用的具体的数据库管理系统无关。ER图有如下优点:Ÿ有效地搜集和表示组织的信息需求。Ÿ提供一个容易理解的系统描述图。Ÿ易于开发和提炼。Ÿ明确定义了信息需求的范围。Ÿ将业务需求信息与业务执行活动分开。3Sept.2008©EsoftConfidential实体关系模型与E-R图现实世界信息世界机器世界概念模型数据模型3Sept.2008©EsoftConfidential实体关系模型与E-R图概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次，概念模型中最常用的是ER模型，介绍ER模型（实体联系）中的主要概念。实体（Entity）：客观存在并可以相互区分的事物叫实体。（例如：一个个学生、一辆辆轿车）属性（Attribute）：实体一般具有若干特征，称之为实体的属性。例如：学生具有学号、姓名等属性。域（Domain）：一个属性可能取值的范围称为这个属性的域。码（Key）：能够唯一标识实体的属性或最小属性组称为码（关键字），可能存在多个候选码，设计者必须指明一个做主码。3Sept.2008©EsoftConfidential实体关系模型与E-R图联系：现实世界的事物之间是有联系的，这种联系在信息世界中反映为：实体(型)内部的联系和实体(型)之间的联系。两个实体型之间的联系一对一联系（1：1）例如：部门、经理一对多联系（1：n）例如：部门、雇员多对多联系（m：n）例如：学生、课程3Sept.2008©EsoftConfidential实体关系模型与E-R图部门经理设有部门雇员拥有学生课程选修111nmn3Sept.2008©EsoftConfidential三大范式规范化的意义在于可以从实体中删除冗余信息，通过修改数据模型达到可以惟一地表示实体的每一种情况为止。规范化是降低或消除数据库中冗余数据的过程。尽管在大多数的情况下冗余数据不能被完全清除，但冗余数据降得越低，就越容易维护数据的完整性，并且可以避免非规范化的数据库中数据的更新异常。数据库的规范化通过范式来验证，但是一味地考虑满足范式，也会对数据库性能产生影响，并给实际的实施带来困难。所以实际的情况是采取折衷的方法。3Sept.2008©EsoftConfidential三大范式规范化设计的规则有三个，分别称作第一范式、第二范式和第三范式：–第一范式(1NF)：实体的所有属性必须是单值的并且不允许重复。–第二范式(2NF)：实体的所有属性必须依赖于实体的惟一标识。–第三范式(3NF)：一个非惟一标识属性不允许依赖于另一个非惟一标识属性。在数据库的设计中，一般都采用第三范式，以保证数据的冗余最小，提高数据的完整性。3Sept.2008©EsoftConfidential开发数据库应用系统的步骤下面列出了常见的数据库应用系统的开发步骤：Ÿ系统需求分析。Ÿ设计数据库表。Ÿ规划表中的字段。Ÿ确定表与表之间的关系。Ÿ优化表和表中字段的设计。Ÿ输入数据，检测表的设计，如果需要改进可以再次优化表的设计。Ÿ创建查询、存储过程、触发器以及其他的数据库对象。Ÿ使用数据库分析工具来分析和改进数据库的性能。Ÿ设置数据库安全性。